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特定轻型机动车尾气排放的纵向研究

特定轻型机动车尾气排放的纵向研究

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作者：殷子渊四川大学

学位级别：硕士

随着我国社会经济的飞速发展,机动车保有量快速增长。其尾气排放带来了巨大的环境问题,严重影响众多城市及其周围区域的环境空气质量及群众身体健康。随着尾气排放标准日益严格以及车辆控制技术的提升,我国机动车排放控制取得一定成效,... 详细信息

随着我国社会经济的飞速发展,机动车保有量快速增长。其尾气排放带来了巨大的环境问题,严重影响众多城市及其周围区域的环境空气质量及群众身体健康。随着尾气排放标准日益严格以及车辆控制技术的提升,我国机动车排放控制取得一定成效,新车排放水平已有明显降低。但在道路行驶条件下,其实际排放情况如何?是否依然满足相应排放标准?特别是随着机动车的使用会出现引擎劣化现象,导致尾气排放随着累积行驶里程的增加而增加。因此,有必要开展机动车实际道路行驶时的尾气排放测试,分析尾气排放劣化情况。在我国城市机动车污染形势严峻的情形下,评价和量化尾气排放劣化对于提高管理制度的有效性意义重大。本研究的目的是针对轻型汽油车基于便携式排放测量系统开展其尾气排放的纵向研究,即对所选轻型汽油车的尾气排放进行较长时间跨度内间歇性、分阶段连续测量。量化其尾气排放随行驶里程累积的劣化情况,同时开展轻型汽油车实际道路行驶特征及不同里程下的排放特征分析,以消除其对量化尾气排放劣化率的影响。测量所用设备为四川大学自主研发的便携式尾气排放测量系统,测量车辆为成都市内30辆在用轻型汽油车。测量数据包括常规气态污染物逐秒排放数据及车辆运行参数,经数据质控后,得到测量车辆尾气的逐秒质量排放速率。研究采用短行程状态转移、分类回归树等方法分析轻型汽油车实际道路行驶特征和排放特征。结合不同阶段实测数据,采用时间纵向研究方法估算不同里程下的尾气排放因子并量化其劣化率。本研究构建成都市典型行驶工况,其工况时长为1774s,平均速度为24.3km/h。受交通状况、道路条件等影响,不同地区或同一区域不同年份,轻型汽油车实际道路行驶工况存在明显差异。为捕捉不同工况下尾气排放差异,本研究将轻型汽油车驾驶模式划分为加速、减速、匀速、怠速、停走五种模式。不同驾驶模式间的尾气排放显著不同,通常情况下,以加速最大,其次为匀速、停走、减速,以怠速最小。根据污染物不同,不同模式间的尾气排放差异可达12倍。且现实条件下车辆存在间歇性高排放的现象,如加速模式仅用15%的时间占比就贡献了污染物排放总量的36%-45%。本研究满足国Ⅴ排放标准的车辆在第一、二测量阶段CO、HC、NO平均排放因子分别为1.15±0.16、0.26±0.05、0.04±0.01g/km,1.78±0.23、0.53±0.08、0.04±0.02g/km。随着车辆的使用,引擎逐渐劣化从而导致尾气排放增加。对于观察到排放劣化的车辆,其CO、HC、NO平均劣化率分别为0.35±0.15、0.14±0.04、0.02±0.01(10-4 g/km2)。且不同模式下,尾气排放劣化情况不同。与不同模式下平均排放速率差异趋势一致,加速模式下尾气排放劣化率最大,匀速模式次之,最小为减速模式。本研究结果表明,采用时间纵向研究方法,基于便携式尾气排放测量系统对所选轻型汽油车开展分阶段尾气排放实际测量,能够有效量化机动车尾气排放劣化率。未来还需在现有研究基础上,持续开展尾气排放跟踪测量,利用测量数据建立尾气排放劣化率模型,根据模型获取尾气排放劣化率并用于评价其对机动车尾气排放清单估算的影响。

关键词：轻型汽油车便携式尾气测量系统车辆运行特征尾气排放特征劣化率

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